在本发明专利技术的一个示例实施例中，一种不对称N型场效应晶体管包括：源极区域，经由沟道耦合到漏极区域；栅极结构，在沟道的至少部分上方；晕圈注入，至少部分设置于沟道中，其中晕圈注入被设置成比漏极区域更接近源极区域；以及体连结，耦合到沟道。在又一示例实施例中，不对称N型场效应晶体管可操作用于充当对称N型场效应晶体管。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的示例实施例大体上涉及场效应晶体管(FET)并且更具体地涉及体连结(body-tied)FET。
技术介绍
半导体芯片和集成电路芯片已经由于它们持续减少的成本和尺寸而变得在许多产品中无处不在。在微电子产业中以及在涉及到微观结构(例如微机械、磁阻头等)构造的其它产业中一直希望减少结构特征和微电子器件的尺寸和/或针对给定的芯片尺寸提供更大数量的电路。小型化一般允许以更低功率电平更低和更低成本増加性能(每时钟周期更多处理和生成更少的热)。当前技术处于或者接近某些微器件(例如，诸如逻辑门、FET和电容器)的原子级缩放比例。具有数以亿计这样的器件的电路芯片并非罕见。进ー步尺寸减少似乎接近在其半导体衬底上和内嵌入的迹线和微器件的物理限制。本专利技术涉及这样 的微型尺寸的器件。基本上，FET是具有源极、栅极和漏极的晶体管。FET的动作依赖于多数载流子沿着在源极与漏极之间穿过栅极伸展的沟道的流动。经过在源极与漏极之间的沟道的电流由在栅极之下的横向电场控制。如本领域技术人员所知，P型FET(PFET)在栅极端子相对于源极处于低或者负电势时接通以允许电流从源极流向漏扱。当栅极电势为正或者与源极相同吋，P型FET关断并且不导通电流。另ー方面，N型FET(NFET)在栅极端子相对于源极为高或者正时允许电流从源极流向漏扱。当栅极端子为负或者与源极相同吋，N型FET关断并且不导通电流。注意，在这些情况中的每种情况下，存在用于触发FET的致动的阈值电压(例如在栅极端子处)。多于ー个的栅极(多栅极)可以用来更有效地控制沟道。栅极的长度确定FET多么快地切換，并且可以大约与沟道的长度(即在源极与漏极之间的距离)相同。多栅极FET被视为用于使互补金属氧化物半导体(CMOS)FET技术按比例缩减至亚22nm域(regime)的有希望的候选。然而这样的小尺度需要对性能问题(比如短沟道效应、穿通、金属氧化物半导体(MOS)泄漏电流并且这里具体相关的是存在于多栅极FET中的寄生电阻)的更大控制。已经通过使用一个或者多个鳍形沟道来成功減少FET的尺寸。运用这样的沟道结构的FET可以称为FinFET。CMOS器件以前沿着半导体衬底的表面基本上平坦而在沟道的顶部之上设置的FET栅极例外。鳍通过使用横向沟道结构以便最大化向栅极暴露的沟道的表面积来脱离这ー范式。栅极更强地控制沟道，因为它在沟道的多于ー侧(表面)之上延イ申。例如，栅极可以包围三维沟道的三个表面而不是仅越过传统平面沟道的顶表面来设置。—种用于影响阈值电压(例如増加阈值电压从而有利于在不同栅极长度内的更恒定阈值电压)的技术是在栅极边缘之下使用局部注入的掺杂物。这称为“晕圈(halo)”注入。作为非限制例子，晕圈注入可以包括硼和/或铟。绝缘体上硅(SOI)晶片已经用来开发由此在体硅“操纵(handling) ”衬底之上的绝缘体上形成的有源层中提供的单晶硅的提高质量。可以在其它半导体材料及其合金的相似结构中开发相似属性。有源层的半导体材料的提高质量允许晶体管和其它器件缩放至极小尺寸而电特性的均匀性良好。遗憾的是，绝缘体层(该绝缘体层支持开发质量提高的半导体材料)的存在也带来晶体管结构中的在现有技术中称为浮体效应的问题。浮体效应是在具有绝缘体层的衬底上形成的晶体管特有的。中性浮体由在晶体管导通沟道和浮体的端部形成相反极ニ极管结的源扱/漏极和晕圈扩展区域电隔离，而栅极电极通过电介质与导通沟道绝缘。衬底中的绝缘体层完成导通沟道的绝缘并且因此防止可能在浮体中形成的任何电荷的放电。在晶体管未导通时向中性体中的电荷注入根据源极和漏极ニ极管特性而在导通沟道中形成电压。 由于沟道中的电荷收集而形成的电压具有变更晶体管的切换阈值的效果。这ー效果又变更信号时序和信号传播速度，因为任何晶体管将具有有限回旋速率并且信号的上升时间和下降时间即使在栅极电容很小时仍然并非瞬吋。因此可以定制源极和漏极的ニ极管特性以限制浮体中的电荷堆积。为了这样做，可以使ニ极管结有些泄漏以允许晶体管的浮体在可接受的程度上放电。遗憾的是，由于FET经常对称地形成有相似或者相同源极和漏极杂质结构，所以开发这样的特性减少晶体管的“通”和“断”状态的电阻比(常称为通/断比)。一般希望大的通/断比以支持最大电路扇出(晶体管用可接受的切換速度可以驱动的晶体管栅极数目)并且提供与电源电压接近的最大信号电压摆幅。因此在限制浮体效应与维持适当通/断比之间存在折衷。一种减少浮体效应的方式是使用体接触以形成从浮体/导通沟道经过杂质阱到源极电极的连接。在一些情况下，体接触有效地将FET的体连结到接地。这ー方式仅为部分解决方案，因为阱可能高阻并且连接可能无效。另外，连接需要附加芯片空间并且因此可能影响或者排除实现原本可能的潜在集成密度。这ー类器件可以称为“体连结FET并且可以是P型或者N型。尽管用于FET的许多设计是对称的，但是使用不对称器件(例如不对称FET或者M0SFET)已经例如在SOI CMOS技术中变得盛行。在这样的不对称器件中，存在用于多数电荷载流子流动的优选方向。作为例子，这ー优选性可以归因于源极或者漏极区域的或者与源极或者漏极区域有关(即相对于源极或者漏极区域)的不同掺杂(比如相对于栅极沟道导体的不同注入剂量或者不对称注入(例如不对称源极和/或漏极扩展注入、不对称晕圈注入))。不对称器件可以提供増加的驱动电流和減少的奇偶性的优点。作为非限制例子，可以通过使用成角度注入并且通过使用(可能虚的)栅极以掩蔽源极或者漏极区域(例如由于栅极结构的遮蔽)来制作不对称扩展和晕圈器件。然而在使这些不对称器件缩放至与45nm技术及其以上关联的基本规则时出现问题。由于这些器件通常赋予来自浮体控制和米勒电容減少二者的显著性能増加(例如约7% -15% )，所以针对未来CMOS技术潜在失去这ー性能给将来的开发带来明显阻碍。
技术实现思路
在本专利技术的一个示例实施例中，一种不对称N型场效应晶体管包括源极区域，经由沟道耦合到漏极区域；栅极结构，在沟道的至少部分上方；晕圈注入，至少部分设置于沟道中，其中晕圈注入被设置成比漏极区域更接近源极区域；以及体连结，耦合到沟道。在本专利技术的另ー不例实施例中，一种半导体器件包括多个不对称N型场效应晶体管，其中多个不对称N型场效应晶体管中的每个晶体管包括源极区域，经由沟道耦合到漏极区域；栅极结构，在沟道的至少部分上方；晕圈注入，至少部分设置于沟道中；以及体连结，耦合到沟道，其中晕圈注入被设置成比漏极区域更接近源极区域。在本专利技术的又一示例实施例中，一种不对称N型场效应晶体管，包括源极区域；漏极区域；P型沟道；晕圈注入，至少部分设置于沟道中；栅极结构；以及体连结，其中晕圈注入被设置成比漏极区域更接近源极区域，并且不对称N型场效应晶体管由于体连结和不对称晕圈注入而可操作用于充当对称N型场效应晶体管。在本专利技术的另ー示例实施例中，一种用于形成不对称N型场效应晶体管的方法包括形成源极区域和经由沟道耦合到源极区域的漏极区域；形成在沟道的至少部分上方的栅极结构；执行成角度注入以形成至少部分设置在沟道中的晕圈注入，其中晕圈注入被设置成比漏极区域更接近源极区域；以及形成耦合到沟道的体连结。 附图说明本专利技术实施例的前述和其它方面在结合以下附图阅读时的下文具体描述本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.01.07 US 12/683,6341.一种不对称N型场效应晶体管,包括 源极区域，经由沟道耦合到漏极区域； 栅极结构，在所述沟道的至少部分上方； 晕圈注入，至少部分设置于所述沟道中，其中所述晕圈注入被设置成比所述漏极区域更接近所述源极区域；以及 体连结，耦合到所述沟道。2.如权利要求I所述的不对称N型场效应晶体管，其中所述不对称N型场效应晶体管可操作用于充当对称N型场效应晶体管。3.如权利要求I所述的不对称N型场效应晶体管，其中所述晕圈注入部分地设置于所述源极区域中。4.如权利要求I所述的不对称N型场效应晶体管，其中通过成角度注入过程形成所述晕圈注入。5.如权利要求4所述的不对称N型场效应晶体管，其中所述成角度注入过程使用所述栅极结构掩蔽所述漏极区域的至少部分。6.如权利要求I所述的不对称N型场效应晶体管，其中所述体连结包括H栅极、T栅极、肖特基结构和体-源极连结中的至少一个。7.如权利要求I所述的不对称N型场效应晶体管，其中所述不对称N型场效应晶体管包括不对称绝缘体上硅N型场效应晶体管。8.一种半导体器件，包括多个不对称N型场效应晶体管，其中所述多个不对称N型场效应晶体管中的每个晶体管包括源极区域，经由沟道耦合到漏极区域；栅极结构，在所述沟道的至少部分上方；晕圈注入，至少部分设置于所述沟道中；以及体连结，耦合到所述沟道，其中所述晕圈注入被设置成比所述漏极区域更接近所述源极区域。9.如权利要求8所述的半导体器件，其中所述多个不对称N型场效应晶体管中的至少一个晶体管可操作用于充当对称N型场效应晶体管。10.如权利要求8所述的半导体器件，其中所述半导体器件不包括对称场效应晶体管。11.如权利要求8所述的半导体器件，其中通过成角度注入过程形成所述晕圈注入，所述成角度注入过程使用所述栅极结构掩蔽所述漏极区域的至少部分。12.如权利要求8所述的半导体器件，其中所述体连结包括H栅极、T栅极、肖特基结构和体-源极连结中的至少...
【专利技术属性】
技术研发人员：J·B·常，L·常，Ch·林，J·W·斯莱特，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：
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